Изучение основ выбора режима резания при точении, страница 2

При оптимизации режима резания необходимо учесть все технологические и организационно–технические ограничения, накладываемые на параметры режима, и выразить эти ограничения аналитически или графически. Число таких ограничений достаточно велико. Важнейшими из них являются ограничения, накладываемые требованиями по качеству обработки (шероховатость поверхности, качество поверхностного слоя детали, точность размера и формы обрабатываемой поверхности), ограничения по производительности обработки, ограничения, накладываемые характеристиками станка (мощность приводов, допустимые силы и момент сил, дискретные ряды частот вращения шпинделя nст и подач Sо, ограничения, накладываемые инструментом: допускаемые нагрузки, глубина резания и т. д.).

Поэтому в общем случае исходными данными для расчёта режима резания являются [5, 10]:

– вид обработки;

– технологический эскиз операции с указанием выполняемых размеров, точности изготовления, требуемой шероховатости, способа установки и закрепления заготовки на станке;

– материал заготовки;

– исходное состояние обрабатываемой поверхности;

– размер припуска на обработку;

– модель станка, мощность его двигателя, допустимые крутящий момент Мкр на шпинделе и осевое усилие движения подачи Рx;

– размеры инструмента.

Последовательность назначения режима резания                                     при точении

В теории резания металлов существуют различные методы оптимизации режимов резания. В данной работе поставленная задача реализуется методом последовательного определения элементов режима резания.

Сущность этого наиболее простого и распространенного из методов оптимизации состоит в следующем. Основным ограничением экономического характера при реализации метода точения является стойкость резца Т, мин. Определяется она по известной формуле [10]

 ,                                   (2.1)

В соответствии с этой формулой различия во влиянии элементов режима резания на стойкость инструмента определяются сопоставительными величинами показателей степеней при J, Sо, t. Их количественное соотношение, установленное значительным числом экспериментов, имеет следующий вид:

nT > yT > xT.

Конкретные значения показателей определяются ограничениями на качество обработки, устанавливаемыми чаще всего по параметру шероховатости обрабатываемой поверхности Ra или Rz. Необходимая для их определения информация содержится в справочниках, например [10].

Соотношения показателей степени при элементах режима резания определяют последовательность их назначения, т. к. из теории оптимизации известно, что выбор в первую очередь должен осуществляться с назначения параметра, влияние которого на искомую функцию наименьшее, в данном случае – с глубины резания t[5]. Вторым элементом режима резания назначают подачу Sо с учетом уже выбранной глубины резания. И только вслед за этим приступают к определению скорости резания J.

Для назначения Jпо двум назначенным элементам режима резания t и Sоустанавливают на основе справочных таблиц значение стойкости резца T. Затем, используя зависимость (2.1), производят расчет допустимой скорости резания Jпо выведенной из нее формуле (2.2).

 , м/мин                         (2.2)

где СJ – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, вида работы и толщины среза; m, xJ, yJ – показатели степени при значениях стойкости инструмента Т, глубины резания t и подачи So, определяемые эмпирическим методом либо по справочникам.

Поправочный коэффициент на скорость резания kJ рассчитывают по формуле (2.3) как произведение частных поправочных коэффициентов, каждый из которых отражает отличие фактического значения одного из конкретных условий резания от использованного при экспериментальном определении значения коэффициента СJ. В формулу (2.3) включены важнейшие из них. Определяют поправочные коэффициенты по таблицам справочников, например справочника [10].

kJ  = kmJ× knJ× kиJ × kjJ× kTJ ,                               (2.3)

где kmJ – поправочный коэффициент на обрабатываемый материал ([10], табл. 1); kmJ – поправочный коэффициент на состояние обрабатываемой поверхности, определяемое способом получения заготовки и наличием на ее поверхности корки или загрязнений ([10], табл. 5); kиJ – поправочный коэффициент на инструментальный материал ([10], табл. 6); kjJ – поправочный коэффициент на величину главного угла в плане резца j ([10], табл. 18); kTJ. – поправочный коэффициент на значение принятой стойкости режущего инструмента Т.